Nghiên cứu mới sử dụng trí thông minh nhân tạo để nhắm đến bệnh mắt |

thoái hóa điểm vàng và bệnh võng mạc tiểu đường có thể gây mù nếu không được chẩn đoán và điều trị kịp thời.Carmelo Geraci / Getty Images

27/2/2018

Tiềm năng để trí tuệ nhân tạo (AI) chẩn đoán và điều trị các tình trạng sức khỏe tiếp tục đạt được động lượng, như một nghiên cứu mới cho thấy công nghệ có thể tăng tốc độ chẩn đoán và điều trị các bệnh về mắt như thế nào

Một bài báo được công bố ngày 22 tháng 2 trên tạp chí Cell mô tả cách AI có thể được áp dụng cho bệnh nhân bị bệnh võng mạc. Nghiên cứu do giáo sư nhãn khoa Shiley Eye tại Đại học California ở San Diego dẫn đầu, chứng minh rằng một máy tính có thể học cách nhận biết một cách chính xác và đáng tin cậy các bệnh về mắt như thoái hóa điểm vàng và bệnh võng mạc tiểu đường.

"Đây là về việc cố gắng để dạy cho một máy tính hình ảnh là gì và làm thế nào để đưa ra quyết định về những gì họ đang nhìn thấy", Tiến sĩ Zhang giải thích. "Mục tiêu là cho máy tính tốt như chuyên gia đến trường y khoa và được huấn luyện cao về chẩn đoán và điều trị y khoa."

Trong khi có thể mất hàng chục năm kinh nghiệm thực tế để đạt được trình độ chuyên môn cao nhất Ông nói thêm, “chúng tôi thấy một máy tính có thể nhận ra những thứ này sau vài ngày.”

Bài báo sau các nghiên cứu gần đây cho thấy máy tính học tập sâu có thể có chỗ hợp pháp trong chăm sóc sức khỏe, Rahul Khurana, MD, một bác sĩ nhãn khoa ở Mountain View, California, và là người phát ngôn lâm sàng cho Học viện nhãn khoa Hoa Kỳ.

“Loại công nghệ này rất chính xác đối với những bệnh nhân có một số loại bệnh nhất định,” Tiến sĩ Khurana nói.

Trong chẩn đoán mới, Zhang và các cộng sự ở Trung Quốc, Đức, và Texas lần đầu tiên cho ăn những hình ảnh về rối loạn mắt vào máy tính. Các hình ảnh được chụp bằng kỹ thuật chụp ảnh được gọi là chụp cắt lớp kết hợp quang học. Công nghệ chẩn đoán mới hơn, cách mạng này sử dụng sóng ánh sáng để chụp ảnh có độ phân giải cao, mặt cắt ngang để cung cấp cho bác sĩ một cách để lập bản đồ và đo chi tiết võng mạc.

Quét được sử dụng để giúp phát hiện các điều kiện chung thoái hóa, trong đó một phần của võng mạc gọi là macula xấu đi, và bệnh võng mạc tiểu đường, một biến chứng của bệnh tiểu đường gây ra các mạch máu trong võng mạc sưng lên và rò rỉ chất lỏng. Cả hai điều kiện nguy hiểm có thể gây mù nếu chúng không được chẩn đoán và điều trị kịp thời.

Các phương pháp tính toán hiện tại yêu cầu hàng triệu hình ảnh để đào tạo máy tính. Nghiên cứu của Zhang đã sử dụng một mạng nơ-ron xoắn “dựa trên AI” đòi hỏi một tập dữ liệu nhỏ hơn chỉ có 200.000 lần quét hình ảnh kết hợp quang học.

“Máy tính đang học bản đồ mắt bình thường”, Zhang nói. “Chúng tôi cung cấp cho nó nhiều hình ảnh để học và ghi nhớ. Chúng tôi dạy, ví dụ, 'nếu điểm này là ở đây, nó sẽ được thoái hóa điểm vàng.' Vẻ đẹp của điều này là thay vì có máy tính tự học, chúng tôi có thể nói cho họ biết cần tìm gì. Đây là về thiết kế phần mềm máy tính để làm cho máy tính nghĩ như một con người. ”

Máy tính có thể đưa ra quyết định liệu bệnh nhân có nên được điều trị trong vòng 30 giây và với độ chính xác đến 95% hay không. chứng minh rằng các mạng thần kinh có thể hỗ trợ các bác sĩ và thậm chí có thể vượt qua chúng với khả năng ghi nhớ rất nhiều dữ liệu. Công nghệ như vậy sẽ có sử dụng trên toàn thế giới, Zhang dự đoán. Ở các nước giàu tài nguyên như Hoa Kỳ, nó có thể đẩy nhanh thời gian quan trọng giữa các dấu hiệu bệnh tật và điều trị.

“Một bệnh nhân có thể thoái hóa điểm vàng có thể cần được điều trị trong vòng một tháng, nhưng giới thiệu và cuộc hẹn có thể sẽ mất vài tháng. Điều đó có thể làm chậm quá trình chẩn đoán và điều trị, ”ông nói.

Điều trị bệnh nhân Những chuyên gia đang khan hiếm

Ở những vùng nghèo tài nguyên, công nghệ này có thể giúp bệnh nhân không được chăm sóc vì sự khan hiếm của các bác sĩ. Zhang và các cộng sự sẽ đưa mạng thần kinh của họ đến Haiti vào mùa hè này để đánh giá tiện ích của nó. Khu vực này có một số lượng lớn những người mắc bệnh tiểu đường có nguy cơ bị bệnh võng mạc, nhưng nó có ít hơn 60 bác sĩ nhãn khoa.

“Khả năng làm điều này, hy vọng sẽ cung cấp cho bệnh nhân nhiều khả năng tiếp cận hệ thống chăm sóc sức khỏe hơn điều kiện sớm hơn, ”Khurana nói, lưu ý có khoảng 415.000 người sống chung với bệnh tiểu đường trên toàn thế giới có nguy cơ mắc bệnh võng mạc tiểu đường. "Bất cứ khi nào chúng tôi có công nghệ mới và cải tiến để cho phép chúng tôi chẩn đoán nhanh hơn, tốt hơn và dễ tiếp cận hơn với dân số rộng hơn, đó là chiến thắng cho bệnh nhân và bác sĩ."

Thách thức vẫn còn trong việc thực hiện các mạng dựa trên AI trong chăm sóc sức khỏe, Zhang lưu ý. Các bác sĩ phải tin tưởng trợ lý máy tính của họ. Trong nghiên cứu, Zhang và các cộng sự cũng yêu cầu máy tính giải thích chẩn đoán của nó, xác định các vùng mắt đã được công nhận và là cơ sở cho kết luận của máy.

“Máy tính không chỉ phát ra chẩn đoán. Nó giải thích tại sao nó đưa ra chẩn đoán và đề xuất nó đã làm, ”ông nói. “Điều đó làm cho điều này minh bạch hơn và giúp bác sĩ tin tưởng máy tính nhiều hơn. Bằng cách đó, đây không chỉ là một hộp đen, và bạn không có ý tưởng tại sao nó cho phép chẩn đoán nó. ”

Sử dụng khác cho công nghệ nhân tạo

Các mạng dựa trên AI có tiềm năng lớn trong việc chụp ảnh chăm sóc sức khỏe. Zhang cũng cho thấy rằng hệ thống có thể phân biệt giữa viêm phổi do virus và vi khuẩn ở trẻ em bằng cách kiểm tra tia X. Trong khi viêm phổi do vi-rút có thể không cần điều trị, bệnh nhân viêm phổi do vi khuẩn yêu cầu điều trị kháng sinh nhanh chóng để ngăn ngừa các biến chứng nghiêm trọng của bệnh.

"Chúng tôi đang nhìn thấy nhiều lĩnh vực khác nhau, nơi trí tuệ nhân tạo được sử dụng ngày càng nhiều" nói. “Tôi nghĩ đây là thời điểm rất thú vị cho lĩnh vực trí thông minh nhân tạo và ứng dụng của nó trong y học.”